CDIO教育模式下光電信息材料專業(yè)課程體系優(yōu)化

摘要：討論了我國現(xiàn)代本科工程教育存在的弊端，并針對存在的問題提出了解決方案；分析了CDIO工程教育的特點，并結合光電信息材料專業(yè)的教學條件，制訂培養(yǎng)目標與優(yōu)化培養(yǎng)方案與課程體系。

關鍵詞：CDIO工程教育；人才培養(yǎng)方案；培養(yǎng)模式；高教改革

作者簡介：湯卉（1960-），女，遼寧沈陽人，哈爾濱理工大學材料學院，教授；胥煥巖（1975-），男，黑龍江綏化人，哈爾濱理工大學材料學院，教授。（黑龍江哈爾濱150040）

基金項目：本文系2011年中國高等教育學會高等教育教學研究專項課程（課程編號：2011HYZX021）暨黑龍江省高等教育教學重點課題、哈爾濱理工大學2011年教育教學研究重點課題（課題編號：P201100098）的研究成果。

中圖分類號：G642.0#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文獻標識碼：A#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文章編號：1007-0079（2012）11-0040-02

進入21世紀，我國高等教育教學模式已從“精英教育”向“大眾教育”、從“計劃經(jīng)濟”向“市場經(jīng)濟”轉變。在這一變革過程中，大學生的實踐與動手能力受到企業(yè)界更多的關注。然而，我國現(xiàn)行高校本科專業(yè)培養(yǎng)方案和課程設置，一直缺乏與企業(yè)界和社會的溝通與互動。企業(yè)界的工程技術專家及管理者對本科教育培養(yǎng)目標、培養(yǎng)過程、教學手段和方法的制訂幾乎沒有參與，更沒有影響力，使得工程教育從培養(yǎng)目標到培養(yǎng)過程乃至培養(yǎng)結果偏離工程教育的本意。[1]

高?，F(xiàn)任教師大多是從校門到校門。各高校招收教師時，只注重教師畢業(yè)的學校是不是“211”或“985”院校、是否有博士學位、是否“海歸”人員。雖然他們具有很高的學歷，但先天的工程背景薄弱和對工程本質后天追求的懈怠，導致他們與企業(yè)界溝通及共同語言的缺失，工程教育越來越向工程研究型人才培養(yǎng)方向偏移。在這種模式下培養(yǎng)出來的高校大學生，實際動手能力低下，也沒有產(chǎn)品開放與制造的實踐經(jīng)驗，不知道如何做一名合格的工程師，根本得不到企業(yè)界的認可和接受，導致出現(xiàn)就業(yè)難的嚴重問題。一方面企業(yè)對高校培養(yǎng)出來的人才不滿意，另一方面大學生就業(yè)形勢又非常嚴峻。高等工程教育人才培養(yǎng)模式面臨著嚴重的挑戰(zhàn)，如何解決知識傳授與能力培養(yǎng)之間的矛盾？如何解決能力培養(yǎng)與就業(yè)相統(tǒng)一的矛盾？就在此時，國外方興未艾的一種工程教育模式——#8201;CDIO工程教育模式引起國人的極大關注。[2]

針對全球高等院校人才培養(yǎng)模式出現(xiàn)的偏差，2000年，瑞典查爾姆技術學院、林克平大學、皇家技術學院和美國麻省理工學院提出一種改革方式并進行了嘗試，經(jīng)四年的運作，耗資數(shù)百萬美元終于建立了一套完整地工程教育體系CDIO工程教育模式，開發(fā)了一個創(chuàng)新的工程教育平臺。[3]CDIO是四個英文的縮寫，它們的含義是：Conceive—構思，Design—設計，Implement—實現(xiàn)，Operate—動作。其基本的內(nèi)涵就是特別強調課程學習要與企業(yè)實際的工程項目相聯(lián)系，在學習理論知識的同時，突出培養(yǎng)學生的工程實踐能力。[4]

一、現(xiàn)行培養(yǎng)方案與課程設置存在缺陷

培養(yǎng)方案設計脫離企業(yè)與社會要求，導致課程設置出現(xiàn)失誤，[5]具體表現(xiàn)在六個方面。

1.專業(yè)導論課定位不準

透過專業(yè)導論課教學大綱可以發(fā)現(xiàn)，教學內(nèi)容僅僅是對無機非金屬材料工程專業(yè)培養(yǎng)方案的闡述和理論內(nèi)容的講解，沒有具體討論作為無機非金屬材料工程專業(yè)最重要的一個專業(yè)方向光纖光纜工程師應該承擔的任務和責任，缺乏對光纖光纜工程重要性的講授，難以激發(fā)學生對光纖光纜專業(yè)方向的興趣。此外，專業(yè)導論課只有16學時，學時過少且沒有相應實踐環(huán)節(jié)，主講教師又沒有企業(yè)經(jīng)歷。

2.光纖光纜方向所開課程與企業(yè)的聯(lián)系不夠緊密，這主要受限于目前的教學條件與投入經(jīng)費

在學校第五次修改的培養(yǎng)方案中，只有生產(chǎn)實習環(huán)節(jié)要求學生進入相關的生產(chǎn)企業(yè)，而且時間很短，只有4周，要包括陶瓷廠、碳素廠、水泥廠等，真正落到光纖光纜或電纜廠的時間僅三天，難以較深入全面認識光纖光纜企業(yè)的運作形式，對企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略、奮斗目標和產(chǎn)品的開發(fā)與規(guī)劃，不能形成完整的概念，不適應在組織嚴密的企業(yè)有效工作。

3.專業(yè)課程中理論課時少，相關的基礎理論支持性課程沒有，綜合性和設計性實驗項目更少

在學生四年的大學學習中只有兩門課程與光纖光纜相關，一門是專業(yè)骨干課——光纖光纜制造與測試技術，總學時48，其中理論課36學時，實驗課12學時，而實驗設備更是少之又少；另一門是選修課——光纖通信技術，24學時，由于學生是材料專業(yè)的學生，沒有較系統(tǒng)的通信專業(yè)基礎知識的支撐，學生根本不能理解教師所講的內(nèi)容，導致上課的學生從60幾人降到10幾人，甚至更少。在培養(yǎng)方案中，只注意傳統(tǒng)材料科學與技術教學課程課時設置的原則，沒有兼顧到光纖光纜這一特殊的專業(yè)領域，難以培養(yǎng)學生在光纖光纜專業(yè)的實踐與動手能力，不能滿足現(xiàn)代工程教育的需要。

4.成績考核方式單一，主要的考核方式是期末考試

在“光纖光纜制造與測試技術”教學大綱中，考核成績由三部分組成：平時成績、期中成績和期末成績。目前，學校已取消期中考試，而且期末考試成績占到總成績的 70%。單一的考核方式僵化了學生的思維，削弱了學生主動學習的興趣，學生成了考試機器，助長了舞弊行為，而且學生的溝通及表達能力得不到鍛煉，很難適應未來現(xiàn)代工程團隊職業(yè)。

5.實踐教學零散，缺乏橫向聯(lián)系，教學大綱對光纖光纜專業(yè)方向實踐教學培養(yǎng)目標沒有明確要求

在第五次修改的培養(yǎng)方案中，實踐教學依然沿用原“無機非金屬材料工程”專業(yè)設置內(nèi)容，僅僅是對理論教學內(nèi)容與知識的驗證，缺乏創(chuàng)新性和設計性強的實踐內(nèi)容，不能對學生進行全方位系統(tǒng)的工程思維進行訓練。

6.公共基礎課實用性弱

在培養(yǎng)方案中，公共基礎課不僅理論學時多，而且對教學內(nèi)容的處理未能有效結合光纖光纜專業(yè)方向的實際，基本上還是全校各專業(yè)采用相同教學大綱、相同的教學內(nèi)容、相同的教學方法和考核模式，未能有效地體現(xiàn)光纖光纜專業(yè)方向個性的教學要求。

二、CDIO 工程教育模式下人才培養(yǎng)目標的制訂

CDIO模式下制訂人才培養(yǎng)目標與方案時，應根據(jù)CDIO教學大綱和能力之間的關系，并結合光纖光纜專業(yè)方向特點和培養(yǎng)條件的實際情況，制定滿足專業(yè)知識、實踐能力和人文素質的培養(yǎng)目標。[6]實施CDIO 工程教學改革后，人才培養(yǎng)目標主要突出三個方面的能力：深入地掌握光纖光纜技術與理論知識；光纖光纜新產(chǎn)品開發(fā)、制造和管理系統(tǒng)的構建與運行組織能力；掌握光纖光纜技術的發(fā)展對企業(yè)與社會的影響。

依據(jù)CDIO 的理念設計光電信息材料專業(yè)人才培養(yǎng)目標，它既是一個重點，也是一個難點。培養(yǎng)目標設計本身是一項系統(tǒng)建設，要求所設計的培養(yǎng)目標是一個多類型、多層次、彼此支撐、互相制約的系統(tǒng)。本課題初步將其設為三級。

一級目標主導培養(yǎng)方向，是面向一定職業(yè)崗位群（光纖光纜企業(yè)）需求、受限于一定教學條件、體現(xiàn)一定專業(yè)類型的主導性培養(yǎng)目標。

二級目標規(guī)范培養(yǎng)標準。在一級目標確定后，二級培養(yǎng)目標與規(guī)格從整體上保證一級培養(yǎng)目標所蘊含的素質要求，二級目標是現(xiàn)代工程師的綜合素質在培養(yǎng)目標上的系統(tǒng)表達，工程綜合能力和工程師職業(yè)道德作為綜合素質的核心要素在二級目標系統(tǒng)中得到重點強調；二級目標對創(chuàng)新型光電信息材料工程人才素質要求可分為知識、能力和職業(yè)意識三個部分。

三級目標監(jiān)控培養(yǎng)途徑，它不是統(tǒng)一的行動標準，而呈現(xiàn)統(tǒng)一標準的個性化反映，它針對不同學生、不同工程項目、不同實施方案，將項目訓練與知識的學習和應用緊密地聯(lián)系在一起，對項目完成的進度、知識傳授、能力訓練、意識養(yǎng)成的進度進行雙向的實時監(jiān)控和檢驗。

三、CDIO工程教學模式下，培養(yǎng)方案與課程體系優(yōu)化設計

CDIO模式改革后，“光電信息材料”培養(yǎng)計劃從技術知識與推理、個人和職業(yè)的技能和特質、人際技能、在企業(yè)和社會的環(huán)境下構思、設計、實現(xiàn)和運作等方面給出培養(yǎng)大綱。針對現(xiàn)行培養(yǎng)方案存在的缺陷，在廣泛地聽取教師與學生意見后，提出改進意見。借助學校第6次教學計劃改革的機會，最大限度地修改已有的培養(yǎng)方案，系統(tǒng)地制訂第6 版培養(yǎng)方案，表１為光纖光纜專業(yè)方向課程體系優(yōu)化設置。

1.調整專業(yè)導論課

除保留原無機非金屬材料專業(yè)導論課某些內(nèi)容外，將光纖光學、激光物理等基礎課也納入專業(yè)導論課的建設范疇，同時將光纖光纜制造實踐作為專業(yè)導論課的實踐環(huán)節(jié)。由多個熟悉光纖光纜或電纜相關領域的教師共同講授，導論課實踐環(huán)節(jié)聘請光纖光纜企業(yè)工程師指導。專業(yè)導論課在第一學年第一學期進行1╱4，在第三學年的第一、二學期各完成1╱4，第四學年第一學期完成1╱4，總課時增加20學時并加三周實踐。

2.構建了基于CDIO培養(yǎng)模式下的4個課程群系列（這里只列出課程群４，見表１）

將原課程體系分解，構建CDIO的4個關鍵課程群，形成以CDIO工程能力培養(yǎng)為主線，知識結構合理、課程內(nèi)容互補、光纖光纜專業(yè)特色鮮明的課程群系列，要求每個課程群至少開出1個創(chuàng)新性實驗項目和兩個設計性實驗項目。整合光纖光纜相關課程內(nèi)容，進一步密切課程與企業(yè)的聯(lián)系。新調整的四門專業(yè)課是：光纖光纜材料與制造技術、光纖光纜結構設計原理、光纖光纜測試技術、線纜材料配方設計，突出了課程之間的內(nèi)在聯(lián)系，制訂系列課程群建設制度；削減或調整與光纖制造業(yè)實際需要不相適應的課程，例如刪除薄膜技術與制備、人工晶體、電子電工材料等課程；增加與企業(yè)實踐需要或前沿技術緊密結合的課程，如光纖光學、激光物理、半導體物理等課程；并形成基于CDIO能力評估的流水線式實踐教學體系：產(chǎn)品設計（光纖光纜結構設計）─產(chǎn)品制造（生產(chǎn)工藝）─產(chǎn)品性能測試（測試技術）。

本課程體系的特點：第一，針對不同層次學生，教學與實踐內(nèi)容和培養(yǎng)目標各有側重。第二，實踐教學環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，利用各種型號光纖光纜產(chǎn)品的結構設計與生產(chǎn)制造及組織管理工程項目這條主線，使學生四年的實踐教學與培養(yǎng)得到落實并貫穿始終。同時，為了加強學生與企業(yè)聯(lián)系，每一個學年至少一次到企業(yè)進行工程項目訓練。逐步將有關光纖光纜專業(yè)課前移，擬第三學年完成，現(xiàn)已將2009級的光纖光纜制造與測試技術課移至第三學年第六學期，在以后的教學中，擬將其他三門課也前移，爭取第四學年學生全部時間參與企業(yè)的實際光纖光纜設計與生產(chǎn)項目，在企業(yè)完成畢業(yè)設計。與第５版培養(yǎng)方案相比，增加了與企業(yè)接觸的機會，使學生有更充足的時間了解企業(yè)。根據(jù)新的課程群要求，編寫新的各門課程教學大綱和實驗教學大綱，重新修改實驗指導書。企業(yè)負責或參與的實踐教學大綱，由相關企業(yè)技術部門制訂，并需經(jīng)學院專業(yè)教學委員會討論通過。第三，由學校督導室、企業(yè)專家、學院教授與學生代表組成考核評估小組，及時發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)方案與課程體系存在的問題，及時調整。

四、結束語

本課題提出的系列化課程群式培養(yǎng)方案與課程體系，是一個由相互支撐的專業(yè)課程并確保個人個性、溝通能力以及企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)、制造和管理組織系統(tǒng)的構建能力得到最佳培養(yǎng)所設計出的一種教學模式，是一種優(yōu)化設計。它有助于光電信息材料專業(yè)本科生CDIO工程實踐能力的培養(yǎng)和提高，在一定程度上消除了高校人才培養(yǎng)方案制訂的盲目性，從而提高了培養(yǎng)方案和課程設置實施的質量。

參考文獻：

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（責任編輯：宋秀麗）